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时间:2019-03-15
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1、硕士学位论文_MASTERDISSERTATION_7论文题目:电力牵弓丨交流传动系统FPGA建模^:,指导教师:冯晓云教授__国内图书分类号:TM921.2密级:公开国际图书分类号:621.3西南交通大学研究生学位论文电力牵引交流传动系统FPGA建模及硬件在环仿真年级二〇一二级姓名郝琉申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师冯晓云教授二〇一五年五月ClassifiedIndex:TM921.2U:61.3.D.C2SouthwestJiaotonUniversitgyMasterDer
2、eeThesisgELECTRICTRACTIONDRIVESYSTEMFPGAMODELING---ANDHARDWAREINTHELOOPSIMULATIONGrade:2012Candidate:HaoQiAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ElectricEngineeringSupervisor:Prof.FengXiaoyimMa.2015y西南交通大学学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定,同意学校保留并向
3、国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1.保密□,在年解密后适用本授权书;2.不保密0,使用本授权书。“”(请在以上方框内打V)乂g备么学位论文作者签名:指导老师签名:基'70-1曰期(5期:20:5日(y西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下:1描述了两电平和三电平电力牵引交流传动系统的结构及其原理,对包含开关器件的)一一整流
4、器和逆变器结构,推导得到其状态方程模型。为了揭示开关器件触发脉冲与开关状态的对应关系,充分考虑了变流器过零点的情况,采用混合逻辑动态建模方法,。定义辅助变量,基于数理逻辑推导了开关函数逻辑表达式,保证了模型的准确换流完成了两电平和三电平拓扑结构下电力牵引交流传动系统的混合逻辑动态建模。2)通过SystemGenerator将所建立的模型集成在FPGA芯片中。首先将模型中的变量都采用定点数表示;然后介绍了基于FPGA的乘法器和逻辑运算实现;最后考虑系统。的各环节模型,给出了模型各部分的流水线设计利用FPGA模拟牵引传动系统,大幅缩短了仿真的步长,实现了系统模型的微
5、秒级实时仿真。此外,本文中采用的FPGA一定的推广意义建模方法在其他电力电子系统中具有。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名:日期:西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着我国高速铁路迅速发展,电力牵引传动系统国产化成为了我国高速铁路装备发展的重要课题之一。硬件在环仿真技术是牵引传动系统
6、控制器研发过程中重要的研发手段。它能够保证研发过程安全性,降低实验风险。但是现有实时仿真技术受限于客观条件,仿真周期较长,往往需要引入时间补偿算法,该方法虽然能够提高精度,但是最直接有效的方案还是降低实时仿真的周期。针对此问题,本文对电力牵引交流传动系统的数学模型进行简化,将其集成在FPGA芯片中执行,完成系统的高速实时仿真。首先,介绍了电力牵引传动系统的结构和原理,针对现有的两电平和三电平系统拓扑结构,定义变流器的开关函数,对整流器、中间直流环节和逆变器进行状态方程建模;此外,建立异步电机两相静止坐标系下的状态方程模型。为了揭示变流器中开关器件触发脉冲与
7、幵关状态的对应关系,充分考虑了变流器过零点的情况,采用混合逻,辑动态建模方法,定义辅助变量,基于数理逻辑推导了开关函数逻辑表达式保证了模型的准确换流。完成了两电平和三电平拓扑结构下电力牵引交流传动系统的混合逻辑动态建模。其次,利用FPGA运算速度快的工作特点,选择其完成实时仿真运算;介绍了建模tA实采用的开发工具SysemGenerator,着重强调了其优势。之后,给出了FPG现过程
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